【正文】 統(tǒng)中用單片機的INT0（）對在檢測周期內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)進(jìn)行記數(shù)，記數(shù)值是則轉(zhuǎn)角可以表示成： （24） 已知單片機的時鐘頻率是，用單片機INT1()在檢測周期T內(nèi)時鐘脈沖計數(shù)值為,則檢測周期T可以寫成： （25） 檢測周期T內(nèi)被測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角，則有： （26）綜合式（24）,式（25）和（26）求出被測轉(zhuǎn)速為： （27） 控制系統(tǒng)方案的選擇 單閉環(huán)系統(tǒng)的組成和分析在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中如圖23所示，應(yīng)用了PI調(diào)節(jié)器之后可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差控制，應(yīng)用了電流截止負(fù)反饋環(huán)用來限制電流的沖擊，避免出現(xiàn)過流現(xiàn)象。對于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)運行的調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)盡可能的減少啟動制動過程的時間，完成最優(yōu)控制。所以為了滿足控制要求本設(shè)計采用了雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)。但是根據(jù)反饋控制原理，對某一變量對其作負(fù)反饋控制就能實現(xiàn)對該變量的無差控制。因此電流調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器所構(gòu)成的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在這種控制要求下產(chǎn)生了[4]。（2），確保能夠濾平波頭，應(yīng)有（1~2） ，所以電流濾波時間常數(shù)=2ms=。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： （29） 式中 ——電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) ——電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)表2 1 典型I型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 參數(shù)關(guān)系KT阻尼比超調(diào)量0%%%%%上升時間峰值時間相角穩(wěn)定裕度截止頻率 檢查對電源電壓的抗擾性能：，參表21的典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項指標(biāo)都是可以接受的，因此基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設(shè)計。 第3章 硬件電路的設(shè)計根據(jù)任務(wù)要求和設(shè)計目標(biāo)，調(diào)速系統(tǒng)的方框圖如圖31，其核心控制部件是單片機，通過鍵盤輸入一些參數(shù)進(jìn)行簡單啟停，正反轉(zhuǎn)，加速減速操作；系統(tǒng)由單片機產(chǎn)生PWM波，通過PWM波接口電路整形放大后，經(jīng)過光電隔離，有電機驅(qū)動電路，通過改變PWM波的占空比來控制電機轉(zhuǎn)速。當(dāng)某一對二極管導(dǎo)通時輸出的直流電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個，該線電壓即向電容供電，也向負(fù)載供電。由于二極管的啟動電壓比較小，所以經(jīng)過變壓器的電壓可以使VD1和VD3二極管組成橋臂在正半周期導(dǎo)通，VD2和VD4兩個二極管組成的橋臂在負(fù)半周期導(dǎo)通。電源電路設(shè)計如圖33所示。 （1）RES：復(fù)位輸入。 （4）XTAL1：反向振蕩器的輸入，與外部晶振相連。本設(shè)計的信號發(fā)生器是用單片機控制數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出脈寬調(diào)制波形，再通過兩級信號放大和高頻率的模擬開關(guān)對波形進(jìn)行整形，這樣得到較為完美的波形后經(jīng)過一組達(dá)林頓管對電流進(jìn)行放大得到功率相對較大的脈沖信號[5]，硬件框圖如圖35所示?！　? （5） IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)。由于DAC0832的轉(zhuǎn)換速率比較高，為了能夠與其速度相匹配，在這里我們選擇了LF357運算放大器，LF357具有較高的轉(zhuǎn)換速率，而且具有低出入偏置電流，小的輸入偏移電流，低輸入噪聲電流，共模抑制比高，較寬的頻帶增益這些優(yōu)點。要想得到較大功率的脈沖信號，必須對第二級放大后的輸出信號進(jìn)行電流放大，這里選用兩只JFET管組成一對達(dá)林頓管進(jìn)行電流放大。M+E1 橋 功 率 驅(qū) 動 電 路驅(qū) 動 信 號 放 大 電 路電 機 驅(qū) 動 邏 輯 電 路 光 電 隔 離 電 路E2MPWMDIRM圖38 直流電動機驅(qū)動控制組成圖 電機驅(qū)動邏輯電路的設(shè)計單片機I/O口送來的DIR信號和PWM接口電路送來的PWM信號，經(jīng)過反向器74LS04和與門器74LS08運算后，再驅(qū)動光電隔離器，反向控制信號是DIR,在它輸入時為DIR1，經(jīng)反向后的DIR2，DIR1和轉(zhuǎn)速控制信號PWM再通過74LS08與運算后，得到轉(zhuǎn)速控制信號PWM2；DIR2和轉(zhuǎn)速控制信號PWM相與后，得到轉(zhuǎn)速控制信號PWM1，這樣就得到了兩組控制信號：DIR1，PWM1和DIR2，PWM2兩組信號分別去驅(qū)動光電隔離電路；DIR1和DIR2用來控制直流電動機的正反轉(zhuǎn)向的，PWM1和PWM2用來控制電機的轉(zhuǎn)速。其中，817C是低頻率的光電隔離器，與DIR1和DIR2連接，用來控制電動機的轉(zhuǎn)向；PS9713是快速光電隔離器，開關(guān)頻率相對較高，與PWM1和PWM2連接，用來控制電機的轉(zhuǎn)速。由于光電編碼器與電動機同軸，電機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤和電機以相同的速度旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過發(fā)光二級等組成的檢測電路輸出脈沖信號，再計算光電編碼器每秒內(nèi)輸出的脈沖數(shù)就能夠反映當(dāng)前電機的轉(zhuǎn)速，此外為了判斷轉(zhuǎn)速的方向，碼盤還可以提供相差90176。所以能夠很方便的判斷方向，而Z相位每一轉(zhuǎn)一個脈沖，用作基準(zhǔn)點定位，它的優(yōu)點是原理簡單，平均機械壽命長，很強的抗干擾能力，可靠性高，所以本設(shè)計選用增量型編碼器。6N137光電編碼器的OUT口輸出電路是集電極開路電阻，還必須接上拉電阻，此外6N137光電編碼器的A口和C口之間是一個LED,還必須串接一個電阻來限流。具有低噪聲，響應(yīng)時間快能，使用方便，性價比高等特點。由ACS712輸出的電壓信號接到TLC549A/D轉(zhuǎn)換器上，它是一種低價位、高性能的8位A/D轉(zhuǎn)換器，它以8為開關(guān)電容逐次逼近的方法實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的。圖312 電流轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換電路 按鍵和顯示模塊 顯示電路在電動機運行中，要對電機當(dāng)前運行狀態(tài)進(jìn)行顯示，這樣便于操作人員進(jìn)行控制，所以顯示電路的設(shè)計也是非常必要的。本系統(tǒng)是驅(qū)動LCD，那么用1K左右的就行了。在本設(shè)計中共用了5個按鍵，名稱和功能等如下，電路圖如圖314所示。Sbit Function=P1^0。void delay(uchar t) //延時函數(shù){ while(t)。 delay(j)。}if(Speed==0) //加速鍵按下Void delay(uchar t) //延時去抖if(Speed==0) { void delay(uchar t)i=i+5。 漢字的顯示顯示漢字大都采用顯示圖形的方法來實現(xiàn)，先把你所顯示漢字的點陣碼提取出來，再把所顯示漢字位置的行列數(shù)找出來，確定對應(yīng)的RAM區(qū)的地址，設(shè)立光標(biāo)，把所要顯示漢字的第一個字節(jié)送上去，光標(biāo)所在位置加1，然后送下一個字節(jié)，這樣直到把一個完整的漢字顯示出來。YN是否寫16次？ 是否寫16次？ 寫 數(shù) 據(jù) 行 + 1 寫 數(shù) 據(jù) 開 始 初始化LCD 延 時 20ms 寫LCD指令N寫 顯 示 行 列 地 址Y取顯示首地址讀數(shù)據(jù)并顯示返 回圖45 LCD顯示流程圖 雙閉環(huán)PI控制軟件的設(shè)計 主 程 序 初 始 化 電流環(huán)采 樣時刻到Y(jié)判斷正反轉(zhuǎn)？N速度環(huán)采樣時刻到Y(jié)N 顯 示 正 反 轉(zhuǎn)調(diào)用速度環(huán)計算子程序單片機對光電編碼器送來的脈沖進(jìn)行計算調(diào)用電流環(huán)計算子程序 轉(zhuǎn) 速 顯 示 計算T0啟 動 停 止 處 理圖46 雙閉環(huán)控制流程圖在雙閉環(huán)控制程序中，先對進(jìn)行初始化，然后進(jìn)行電流和速度進(jìn)行采樣，分別調(diào)用電流環(huán)和速度環(huán)子程序進(jìn)行控制。Uint32 ADCInterruptCount。}else if(I_U=500) = 500。I_ELPI = 。 //轉(zhuǎn)子絕對位置if((SPEEDSTEP)==0){N = SPEEDTMP*KSPEED。N_U = N_RK + N_EK*N_KP。 N_ELPI = I_REFN_U。顯示部分采用LCD1602這種液晶顯示器功耗低，顯示功能全，能完全滿足本設(shè)計的顯示要求，而且軟件程序編寫相對簡單；測速方法采用M/T法，這樣能對低高轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確測量，從源頭上減小的擾動，提高了控制精度。 JinWoo speed control with an acceleration observer for a permanent magnet synchronous motor [J].Nonlinear Dyn2010,67(13): 1317.[13] Jia Zhenyuan, Liu Huifang Wang on the puter digital control system of giant magnetostrictive actuator[M].Key Laboratory for Precision and Nontraditional Machining Technology of Ministry of March ,2009:2325.[14] Prachya Mruetusatorna, Mohamed R. Mahfouzb, Jie (Jayne) dynamic control for DC electroosmotic devices[J] . The University of Tennessee, Knoxville, TN 37996, USA. 24 June 2008：5158．附錄 程序清單一 LCD顯示程序Void LCD1602( )sbit RS=P3^5。 for(i=0。j++)。i++) Lcd_delay1ms()。 RS=0。 //空操作 _nop_()。 //將忙碌標(biāo)志電平賦給result E=0。 //根據(jù)規(guī)定，RS和R/W同時為低電平時，可以寫入指令 RW=0。 //空操作兩個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 Lcd_Data=dictate。 _nop_()。 _nop_()。 //顯示位置的確定方法規(guī)定為80H+地址碼x }/*****************************************************函數(shù)功能：將數(shù)據(jù)(字符的標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼)寫入液晶模塊入口參數(shù)：y(為字符常量)***************************************************/ void Lcd_WriteData(unsigned char y) { while(Lcd_BusyTest()==1)。 //E置低電平(寫指令時就是讓E從0到1發(fā)生正跳變所以應(yīng)先置0 Lcd_Data=y。 _nop_()。 _nop_()。 //延時15ms，首次寫指令時應(yīng)給LCD一段較長的反應(yīng)時間 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x38)。 Lcd_WriteCom(0x0C)。 Lcd_WriteCom(0x01)。//清顯示：清屏幕指令 Lcd_delay(2)。 while(string1[Lcd_i]!=39。是數(shù)組結(jié)束標(biāo)志 需先將字符存入 { Lcd_WriteData(string1[Lcd_i])。 //1602初始化 while(1) { hanying_show()。 } if(s1=0) { if(s2num==0) { delay(1)。 if(speed==1500) speed=1500。case2: num++。di()。 write_(0x80+0x40+10)。 if(s4==0) { flag1=~flag1。 write_(0x80+0x40)。 } else { read_alarm()。 write_date(39。i39。 write_sfm(7,adirection)。